山东专用2024年高考物理一轮复习专题五万有引力与航天_应用集训含解析.docxVIP

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专题五万有引力与航天

应用篇

【应用集训】

应用一卫星变轨问题的分析方法

1.(2024山东青岛胶州期中,11)(多选)如图,我国放射同步卫星时,先进入一个近地的圆轨道1,然后在P点经极短时间点火变速后进入椭圆形转移轨道2(该椭圆轨道2的近地点为近地圆轨道1上的P点,远地点为同步轨道3上的Q点),到达远地点时再次经极短时间点火变速后,进入同步轨道3,设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1,在P点经极短时间变速后的速率为v2,沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3,在Q点经极短时间变速后进入同步轨道后的速率为v4,下列说法正确的是 ()

A.v2v1

B.v3v4

C.卫星在轨道2的运行周期大于在轨道3的运行周期

D.卫星在轨道2上运行时机械能守恒

答案AD

2.(2024山东临沂蒙阴试验中学月考,9)(多选)放射地球同步卫星时,先将卫星放射到近地圆轨道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最终再次点火,将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,下列说法中正确的是 ()

A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

答案BD

应用二双星及多星问题

1.双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。探讨发觉,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生改变。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为 ()

A.n3k2T

C.n2kTD.

答案B

2.(2024山东烟台期中,6)天狼星是除太阳外全天最亮的恒星,它是由一颗蓝矮星和一颗白矮星组成的双星系统,它们相互绕转的周期约为50年,间距约为30亿公里,若它们绕转的轨道近似为圆轨道,由这些数据和引力常量并利用牛顿力学学问,可以估算出蓝矮星和白矮星的 ()

A.质量之比B.质量之差

C.总质量之和D.总质量之积

答案C

应用三天体的追及相遇问题的分析方法

(多选)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆,每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上(相距最近),如图所示,该行星与地球的公转半径之比为a,公转周期之比为b,则()

A.a=N+1NB.b

C.b=N+1N23

答案BD

[老师专用题组]

【应用集训】

1.(2024辽宁沈阳模拟)设宇宙中某一小行星自转较快,但仍可近似看成质量分布匀称的球体,半径为R。宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重力,第一次在极点处,弹簧测力计的读数为F1=F0;其次次在赤道处,弹簧测力计的读数为F2=F02。假设第三次在赤道平面内深度为R2的隧道底部,示数为F3;第四次在距行星表面高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中,示数为F4。已知匀称球壳对壳内物体的引力为零,则以下推断正确的是

A.F3=F04、F4=F04B.F3=F

C.F3=15F04、F4=0D.F3=4F0、F

答案B设该行星的质量为M,则质量为m的物体在极点处受到的万有引力F1=GMmR2=F0。在赤道处,弹簧测力计的读数为F2=F02,则向心力Fn2=F1-F2=12F0=mω2·R。由于该行星的体积为V=43πR3,所以该行星距球心R2以内的部分的质量为M=(R2)3R3·M=18M,物体在赤道平面内深度为R2处受到的万有引力F3=GMm(R2)2=12F1=12F0,物体须要的向心力Fn3=mω2·R2=12mω2R=14F0,所以在赤道平面内深度为R2的隧道底部,弹簧测力计的示数为F3=F3-Fn3=

2.(2024浙南名校联考)(多选)2017年9月25日17时起先,微信启动页背景中的地球图片由非洲大陆上空视角,改变成了我们的祖国上空。以前微信开启时显示的地球图片是美国卫星成像图,而新版影像则是由“风云四号”卫星实际拍摄而成。“风云四号”是一颗静止轨道卫星。如图所示,1是静止在赤道上随地球自转的物体,2是近地卫星,3是“风云四号”卫星。R为地球的半径,r为物体或卫星到地心的距离,T、v、ω、a分别为物体或卫星做匀速圆周运动的周期、线速度、角速度和向心加速度。下列图像可能正确的是 ()

答案A